linux vfs 解析 之 mount 文件系统 （下）

原文：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5219094a0100calt.html

 

另外，对于Linux，可以将多个文件系统 mount 到同一个目录上，这样的话， 新 mount 的文件系统会覆盖原来mount的文件系统。
比如我们再把一个 "/dve/hdb2" 的设备 mount 到 "/home/xpl"  目录下，
这样，如果我们访问 "/home/xpl" 的时候，就会访问到 "/dev/hdb2"
当新mount的文件系统被 unmount 之后，原来被覆盖的文件系统就会再次显露出来了。

这个过程的之所以是这样的，是因为在路径查找的时候，如果发现要查找的目录上mount了文件系统（其dentry的d_mounted 不为0），会切换文件系统。
比如我们上面的例子，当路径查找 "/home/xpl" 的时候，当查找到根文件系统的目录 "xpl" 的dentry时，发现有一个文件系统已经mount到这个目录上，就会切换文件系统，进而找到 "/dev/hdb1" 的根目录的 dentry
这样，路径查找"/home/xpl" 返回的时候，返回的是 "/dve/hdb1" 根目录的 dentry

这样，在我们 mount 第二个文件系统 "/dev/hdb2" 的时候，其mountpoint 就是 "/dev/hdb1" 的根目录的 dentry。
这个过程如下图所示：

                                                                     
                                                                     
                                                                     
   /-------> vfsmount("hdb1")          /-----> super_block           
   |        +---------------+          |      +-----------+          
   |        |   mnt_list    |          |      |  s_list   |                    
   |        +---------------+          |      +-----------+                    
   |        |   mnt_parent  |          |      |  s_inodes |                    
   |        +---------------+          |      +-----------+                    
   |        | mnt_mountpoint|          |      |  s_files  |                    
   |        +---------------+          |      +-----------+     +-------------+
   |        |   mnt_sb      |----------/      |  s_id     |---->| "/dev/hdb1" |
   |        +---------------+                 +-----------+     +-------------+
   |        |   mnt_root    |----->---\       |  s_op     |                    
   |        +---------------+         |       +-----------+                    
   |  /---->|   mnt_mounts  |<----\   |       |  s_root   |                    
   |  |     +---------------+     |   |       +-----------+                    
   |  |     |   mnt_child   |     |   |       |           |                    
   |  |     +---------------+     |   |                                        
   |  |     |               |     |   |                                        
   |  |     |               |     |   |                                        
   |  |                           |   |                                        
   |  |                           |   |                                        
   |  |                           |   |                                        
   |  |                           |   |                                        
   |  |                           |   |                                        
   |  |                           |   |                                        
   |  |                           |   |                                        
   |  |                           |   |                                        
   |  |                           |   |                                        
   |  |                           |   |                                        
   |  |                           |   \----> dentry ("/" of hdb1)              
   |  |                           |    /--->  +--------------+                 
   |  |                           |    |      |  d_parent    |                 
   |  |                           |    |      +--------------+                 
   |  |      vfsmount("hdb2")     |    |      |  d_child     |                 
   |  |     +---------------+     |    |      +--------------+                 
   |  |     |   mnt_list    |     |    |      |  d_subdirs   |                 
   |  |     +---------------+     |    |      +--------------+                 
   |  \---->|   mnt_child   |<----/    |      |  d_mounted   |                 
   |        +---------------+          |      +--------------+                 
   |        | mnt_mountpoint|----------/      |              |                 
   |        +---------------+                                                 
   |        |   mnt_sb      |-----\                                           
   |        +---------------+     |                                           
   |        |   mnt_root    |--\  |                                           
   |        +---------------+  |  |                                           
   |        |   mnt_mounts  |  |  |                                           
   |        +---------------+  |  |                                           
   \--<---- |   mnt_parent  |  |  |                                           
            +---------------+  |  |                                           
            |               |  |  |                                           
            |               |  |  \----->  super_block                        
                               |          +-----------+                       
                               |          |  s_list   |                       
                               |          +-----------+                       
                               |          |  s_inodes |                       
                               |          +-----------+                       
                               |          |  s_files  |                       
                               |          +-----------+       +-------------+ 
                               |          |  s_id     |------>| "/dev/hdb2" | 
                               |          +-----------+       +-------------+ 
                               |          |  s_op     |                       
                               |          +-----------+                       
                               |          |  s_root   |                       
                               |          +-----------+                       
                               |          |           |                       
                               |                                              
                               |                                              
                               |                                              
                               |                                              
                               \-------> dentry ("/" of hdb2)                 
                                          +--------------+                    
                                          |  d_parent    |                    
                                          +--------------+                    
                                          |  d_child     |                    
                                          +--------------+                    
                                          |  d_subdirs   |                    
                                          +--------------+                    
                                          |  d_mounted   |                    
                                          +--------------+                    
                                          |              |                    
                                                                              
                                                                              

以此类推，如果在该目录上再mount一个新的文件系统，基本逻辑是相同的。
因此在路径查找过程中，每查找到一个新的目录，都要对该目录的d_mounted 进行判断，看是否在该目录上mount的了文件系统，如果是，则要切换文件系统（切换查找过程中的 dentry 和 vfsmount）
这个过程是要递归的，即如果一个路径上mount了多个文件系统（如上面的例子），要递归到最后一个mount的文件系统（其dentry 的 d_mounted 为0）为止。

 

对于路径查找，我们补充说明一下两种特殊的情况：

一、路径中的　"." 和 ".."
 对于 "." ，很明显，就是当前目录，不需要额外的处理，简单跳过即可
  例如： /home/./xpl 当查找到 "." 的时候，还是 home 目录，因而 "." 的 dentry 和vfsmount 还是 目录 home的 dentry 和 vfsmount
 对于 ".."， 这个需要跳到上一级目录，在这里，要注意：
 1. 如果发现已经没法向上了，就不再向上，而保持当前的路径。比如："/../" ，已经是根目录了，返回的结果仍然是根目录。
 2. 如果发现当前的 dentry 是当前文件系统的根目录，并且该文件系统是mount到其他文件系统上的，这个时候就要反溯文件系统，要切换到原来mount的文件系统后，再向上一级目录。这个反溯过程也是要递归的。
  比如我们上面的例子中："/home/xpl" 先mount了一个 hdb1 的文件系统，然后又mount 了一个 hdb2 的文件系统。
  在执行".." 查找的时候：
   1）我们发现当前的目录是hdb2 的根目录(vfsmount->mnt_root)，并且mount到了hdb1上(vfsmount != vfsmount->parent)，这个时候我们就要先切换到 hdb1 的文件系统中, 此时vfsmount 换为hdb1 的vfsmount， dentry换成 hdb2的mountpoint。
   2）接下来要递归上面的文件系统切换，我们发现 当前的dentry 是hdb1文件系统的根目录,并且mount到了别的文件系统上，这个时候就要继续切换。
   3) 当所有的递归完成以后，我们得到了根文件系统的 xpl目录的dentry，然后再执行向上的操作（".."），最后得到 "/home"

 
二、路径中的符号链接
 如果路径中有符号链接，我们要跟随符号链接的路径。其实这个过程只是一个简单的递归。
 在路径查找中，我们得到一个dentry后，要判断这个dentry是否是一个符号链接。通过判断 dentry->d_inode->i_op->follow_link 是否是NULL，即是否有follow_link方法来判断是不是符号链接。
 如果是符号链接的话，我们需要通过这个inode的follow_link 来获得链接的路径。
 例如有这么一个符号链接： /home/xpl/link -> /mnt/disk
 我们会获得到其链接的路径  "/mnt/disk"，接下来就是继续解析链接的路径名，即查找 "/mnt/disk"，这个查找过程和普通的查找是一样的，递归下去，最终找到需要的目标。